CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐƯỜNG DÂY 22 kV VẠN NINH
3.3. Ứng dụng chương trình PSS/ADEAPT tính toán bài toán chọn vị trí bù công suất phản kháng tối ưu cho các xuất tuyến 22kV Huyện Vạn Ninh
3.3.3. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên các xuất tuyến 22kV Huyện Vạn Ninh
3.1.1.1. Xây dựng đồ thị phụ tải.
a. Đồ thị phụ tải điển hình XT 22kV Huyện Vạn Ninh
Qua theo dõi phụ tải các xuất tuyến khu vực Huyện Vạn Ninh ta nhận thấy thời gian phụ tải hoạt động cực đại nằm trong khoảng từ 9h đến 11h và 17h đến 21h. Như vậy thời gian hoạt động của phụ tải ở thời điểm cực đại trong ngày chiếm khoảng 7/24 ≈ 0,3.
b. Xây dựng đồ thị trên phần mềm PSS/ADEPT
Để xác định dung lượng bù cố định chúng ta đi phân loại phụ tải, xây dựng đồ thị phụ tải, được thực hiện trong Network/Groupt…, Network/Load categories…, Netword/Load snapshots…
Do tính chất phụ tải ở khu vực này chủ yếu là ánh sáng sinh hoạt, bơm tưới nông nghiệp, dịch vụ giải trí, sản xuất nên phụ tải của 22kV Huyện Vạn Ninh được phân thành 4 loại: ánh sáng sinh hoạt, bơm tưới nông nghiệp, dịch vụ giải trí, sản xuất, trong đó phụ tải ánh sáng sinh hoạt chiếm đa số, do đó ta phân loại phụ tải ở thẻ Load categories (Hình 3.14). Trong đó phụ tải tiểu công nghiệp chiếm đa số, qua đồ thị phụ tải điển hình trong năm, nhận thấy thời điểm phụ tải cực đại chiếm khoảng 0,3 tổng thời gian trong ngày. Do đó ta xây dựng đồ thị phụ tải cho trong thẻ Load snapshots (Hình 3.15).
Hình 3.16. Phân loại phụ tải
Hình 3.17. Xây dựng đồ thị phụ tải
3.1.1.2. Xác định vị trí và dung lượng bù kinh tế
Để tiến hành bù cho lưới điện, chúng ta đi thiết lập các thông số cho tụ bù được cho ở bảng 1 vào ( Hình 3.6) ta sẽ có các thông số tính toán. Tuy nhiên với PSS/ADEPT chỉ cho phép áp dụng tính toán cho một lưới điện ứng với cùng một cấp điện áp, tức là không thể tính toán bù lưới 22 kV cùng với lưới 0,4 kV cùng một lúc, vì vậy trong thẻ CAPO chúng ta sẽ tiến hành loại bỏ những nút ở thanh cái 0,4 kV nếu tiến hành bù ở cấp điện áp 22kV và ngược lại.
Chọn mỗi bộ tụ là 100 kVar, giả sử số bộ tụ là không giới hạn, chúng ta tìm dung lượng và vị trí cần bù tối ưu.
Hình 3.18. Thẻ tính toán CAPO Kết quả tính toán hiển thị trên PSS/ADEPT
Phần trung áp
Beginning CAPO analysis...
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1142.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node LBS126-1.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1126.
Placing 100.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1126.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A193.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A156.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A137-25.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A156.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A137-25.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A156.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 1A119-28.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 58-31B-6.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 37-33.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 19-28-1.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 3158-31B.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 126-17.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 13-17.
Placing 100.00 kvar switched capacitor bank at node 3158-31B.
Placed 15 fixed capacitor bank(s).
Placed 14 switched capacitor bank(s).
Initial system loss: 794.36 kW 2243.57 kvar Final system loss: 767.38 kW 2205.42 kvar --- Power savings: 26.97 kW 38.15 kvar
Hình 3.19. Tính toán kinh tế sau khi bù điện áp thanh cái 22 kV.
Bảng 3.4. Vị trí và dung lượng bù cố định ở lưới trung áp
Vị trí bù Qbù (kVAr)
126-17 100
1A1171 100
1A1166 100
1A1142 100
LBS126-1 100
1A1126 100
1A193 100
1A156 100
1A137-25 100
1A119-28 100
3158-31B 100
37-33 100
Bảng 3.5. Tổn thất công suất trước và sau khi bù ở lưới trung áp Tổn thất Trước khi bù Sau khi bù Giảm tổn thất
ΔP (kW) 794.36 767.38 26.97
ΔQ (kVAr) 2243.57 2205.42 38.15
Kết quả tính toán được mô phỏng trên PSS/ADEPT như sau:
Hình 3.19. Tính toán bù trung áp trên PSS/ADEPT
Hình 3.20. Thẻ tính toán dung lượng bù hạ áp Phần hạ áp
Beginning CAPO analysis...
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1D088.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1183.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1171.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar fixed capacitor bank at node 1A1166.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D074.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D088.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D073.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D017.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D074.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D088.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D070.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D076.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D017.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D092.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D073.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D074.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D053.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D020.
Placing 15.00 kvar switched capacitor bank at node 1D017.
Placed 15 fixed capacitor bank(s).
Placed 15 switched capacitor bank(s).
Initial system loss: 794.36 kW 2243.57 kvar Final system loss: 787.66 kW 2233.93 kvar --- Power savings: 6.70 kW 9.64 kvar
Bảng 3.6. Vị trí và dung lượng bù cố định ở lưới hạ áp
Vị trí bù Qbù (kVar)
1D088 15
1A1183 15
1A1171 15
1A1166 15
1D074 15
1D088 15
1D088 15
1D073 15
1D017 15
1D070 15
1D076 15
Bảng 3.7. Tổn thất công suất trước và sau khi bù ở lưới hạ áp Tổn thất Trước khi bù Sau khi bù Giảm tổn thất
ΔP (kW) 794.36 787.66 6.70
ΔQ (kVAr) 2243.57 2233.93 9.64
3.1.1.3. Tính toán kinh tế các phương án bù.
Với PSS/ADEPT việc tính toán chi phí hiệu quả bù được thực hiện như sau:
Mỗi phương án tính toán sẽ có được kết quả tổng dung lượng bù cố định và bù điều chỉnh, tổn thất công suất giảm so với bù tự nhiên. Từ đó ta tính được tổng giá trị hiện tại các khoản chi phí vận hành để lắp đặt tụ bù:
C=Qbcd(q0cd +Ne.Cbtcd) + Qbdc(q0 + Ne.Cbtdc) Trong đó:
- Qbcd, Qbdc[kVAr] là dung lượng bù cố định và điều chỉnh.
- q0, q0dc [đồng/ kVAr] là suất đầu tư tụ bù cố định và điều chỉnh
- Cbtcd [đồng/năm.kVAr] là suất chi phí bảo trì trong năm đối với tụ bù cố định và điều chỉnh.
Tổng giá trị hiện tại các khoản lợi nhuận do lắp đặt tụ bù được tính theo công thức:
B= (ΔP’.gp +ΔQ’.gq).Ne.T Trong đó:
- ΔP’, ΔQ’ [kW, kVAr] là lượng giảm tổn thất điện năng so với tụ bù tự nhiên.
- gp [đ/kW] là giá tiền điện năng tác dụng tiêu thụ.
- gq [đ/kVAr] là giá tiền điện năng phản kháng tiêu thụ.
- T [giờ/năm] là thời gian làm việc của tụ bù.
- gp = k% * gp (hệ số k tra theo cosφ tại thông tư số 07/2006/TT-BCN ngày 27/10/2006).
- Với cosφ = 0,8 ta tra được k% = 6,25 %.
Thay các giá trị vào công thức, tính toán được các giá trị B, C và NPV:
NPV = B – C
Kết quả được tính cho chế độ cực đại như sau:
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp kết quả sau khi bù tối ưu công suất phản kháng lưới điện trung- hạ áp
Phương án
bù
Qb cđ + Qb đc (kVAr)
ΔP
(kW)
ΔQ
(kVAr)
ΔP’ (kW) ΔQ’
(kVAr)
Trước bù 0 + 0 794.36 2243.57
Bù trung áp 100 + 100 767.38 2205.42 26.97 38.15
Bù hạ áp 15+15 787.66 2233.93 6.70 9.64
Tính toán hiệu quả kinh tế NPV 1. Bù trung áp:
B = (26,97*1200 + 38,15*0,0625*1200)*5*365,25*24= 1.543.922.707 (đồng) C = 200*(90.000+5*9.000) = 27.000.000 (đồng)
NPV = B – C = 1.543.922.707 – 27.000.000 = 1.516.922.707 (đồng) 2. Bù hạ áp:
B =(6,70*1200 + 9,64*0,0625*1200)*5*365,25*24= 384.082.290 ( đồng) C = 30*(90.000+5*7.683,55) = 3.852.532 (đồng).